автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.02, диссертация на тему:Сопротивление втомi стальных деталей в разных средах и пути его повышения

ОДЕСЬКШ ДЕРЖАВНИЙ ПОЛ17ЕХН1ЧНШ УН1ВЕРСИГЕТ

На правах рукопису

СТЕПУРЕНКО Вгктор Трохимович

0П1Р ВТСМ1 СТМЬНИХ ДЕТАЛЕЙ

В Р13НИХ СЕРЕДОВЩА.Х 1 ШЛЯХИ ЙОГО ШДВИЦЕННЯ

05.02.02 - машинознавство та деталг машин

Автореферат

-дисертащ! на здобуття наукового ступени . доктора технхчних наук

Одеса 1994

Робота виконана в Одеському держанному пол!техн1чному ун!верситет1.

0фтц1йн! опонентш- доктор техн!чних шук, професор 0л1йнтс Ыикола Васильевич,

- доктор техн!чних наук, професор Мальцев Василь Федорович,

- доктор техн!чних наук, професор Шульте Олексондр Юр1Пович.

Пров}дна орган!зац}я - Науково-виробниче об"едкання "Кисеньмаш" /м.Одеса/.

Захист в!дбудеться "¿2 " ¡/7ЮТого 1994 р. в 14.00 на зас1д8нн! спец!ал1зовано! ради Д 05.06.01 в Одеському державному пол1техн!чному утверситет! /270044, ы.Одеса, пр.Шевченка, I/.

3 дисертац{ею иожна ознайонитись у б1бл!отец! Одоського державного пол^техшчного ун{верситета.

Автореферат роз! с ланий " ^ 1994 р.

Вчений секретар спецтал{зовано1 ради к.т.н., професор

1.М.Белоконев

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальнгсть проблем и. Зг!дно э статистикою бгльше 60 % вс!х випадкгв руйнувань деталей машин в!дбу-ваеться з причини втомленостг метал!в. Кожне з таких руйнувань е наслтдком одночасно! дг! пер!о.дичних навантажень 4 зовн{шньо-го середовища. Будь-яке середовище, зг!дно э його ргвнем короз!й-но! активности, станом продукт!в корозИ та ыожливост! наводню-вання, в пор!внянн! з вакуумом зменшуе опгр стал! Втом!. Значка небезпека втомлентсних руйнувань деталей машин а робочих середо-вищах викликала велику к!льк1сть дослтджень по виэначенню впливу окремих факторгв, ф!зично! природи явища та методгв захисту втд таких руйнувань. Але, не зв&таючи на це, ! на сьогоднг нема едино! думки на природу зниження опору втом! стал! в робочих середо-вищах г оц!нки впливу окремих фактор!в на не*. До того ж, ряд запитань дуже далек! вг.ц вир!шення у эв"язку з суперечн!стю в тлумаченн! окремих явнц. Врахування умов робота деталей машин при 1х проектуванн1 з метою зб!льшення довгов!чност! е надзви-чайно актуальною проблемою.

Ыета п р а ц ! мхститьса у встеиовленн! залежност! опору сталей втомг вгд впливу р!зних середовищ для визначення 1х працездатност!, а також в уточненш природи руйнувань в{д втоми ! можливостг судження про доц!льн!сть методтв п!двищення праце-здатностт сталевих виробгв в реальних умовах 1х експлуатацЛ.

Завдання досл!джень.

1. Вивчити залешпсть опору втомг сталей в!д короз!йиого впливу р!зних середовищ.

2. Встановити дгйсну роль поверхнево-активних речовин у зменшенн! опору стал! втом!.

3. Визначити залежност! водневого окрихчення ! водневоТ втоми стал! в!д ф!зичного стану водню в стал!.

4. Визначити вплив частота навантаження на оп!р втомг сталей в р 1знюс середовнцах.

5. Розробити уявлення про природу I мехам!эм втомлен!сних руйнувань стал! в залежност! в!д впливу робочих середовищ.

6. Обгрунтувати види ! оптимальн! р'ежими зм!цнюючих технологий з метою п!двнцення працездатност!"сталевих деталей в умовах пер!одичних навантажень в р!зних середовищах.

На захист виноситься.

1.'Комплекс отриманих в!домостей та законом!рностей впливу короз{йного, адсорбцхйного 1 наводнюючого фактор!в на опхр втом! сталей в р{этгх: середовищах при широкому д!ая«*.гон! частот наван-таження.

2. Уявленнп про природу 1 ыехан1зы руйнувань сталей в!д .втоми в р1эних середовищах.

3. Вишукування оптимальних шлпх1в I метод1В тдвисцення в^ом-но! довговтчност! стальних деталей машин, як! працюють в р1зних робочих середовищах.

Пауков« новина.

1. Згпропонована гшотеза ф1эично! природа мета втоми стал! 1 механтзма II втомлешсного руйнування в залежност! в!д впливу атиосферних умов.

2. Встановлена висока ефективнтсть дtI короз!йного середови-ца мало! активкост! на тсмпт зниженнп меж! втоми стал!.

3. 'Одержан! залежност! витривалост! стал! вхд концентрац: I в дистильован!й водг кисню, хлористого натр1ю, схрководню та !н-ших речовин.

4. Зроблено новнй п!д>ад до оцтнки впливу поверхнево-актив-них речовин на опхр втомх ^ластичних сталей.

5. Встановлена звлежнхсть водневого окрихчення I зменаення опору стал: втонт В1д дифуз1йно-рухомого атомарного т протонного водню I незалелштсть В1д вмгсту в шй нерухомого молекулярного водню.

6. Встановлена оалежшсть ефекта частоти навантажень в:д величини I знаку залишкових напружень в стал! I агресивност! се-редовища.

7. Сформульованх упвлення про механизм руйнування сталей В1д втоми в умовах корозгйного 1 наводнюючого впливу робочих се-редовищ.

Втрогтдн1сть отриманих результат1В обгрунтовано застосуванням сучасних ыетодхв випробувань I вишр1в, П1дтверд-жено експериментальними закономерностями I перевтрено статистич-ною обробкою.

Практична Ц1нн!сть. Результата дослтдаень дозволяють оц!гаовати вплив робочих середовкц, оптимально вибира-ти стал! 1 зыщнгаоч! технолог! I та судити про над1Йн!сть I втоы-ну довгов1чн!сть деталей машин в реалымх уыовах експлуатац!!.

I. Встановлено та дано пояснения великому опору короз1йн1й

¿том! нержав !ючих сталей ВНС-22, ЕП-479 1 ЕЛ-56 ! р!эко негативному впливу концентратор !в напрухень.

2. Визначенх опттгалып реиши осадження хрому 1 оби {ну еле-ктрол!ту в процес! електрол!зу, що дозволило зменшитн з 40 до 4,4 % шк!дливий вплив эносост!йкого електрол!тичного хрому на оп!р втом! стал!.

3. Запропоновано спос!б шдвищення опору стал! короз!йн!й втом! шляхом багатокоипонентного дифузгйного насичення поверхне-еого шару XI борой, хромом i титаном.

4. Встановлена закономерность п!двицення ефекту зм1цгаоючо1 технолог:I з зб!льтенняи агресивност! середовища ! дано пояснения цьоиу явгецу.

5. Дана моялявгсть пор^внялыюго анал!зу з метою вибору оптимально! зищнюючо! технолог!! поверхнево-пластнчнии деформуван-ням, гартування струмой внсоко! частоты I дкфуз!йного насичення стал! для шдвищення опору II этом! в робочих середовищах.

Реалтзац1я результат! в. Результат» до-сл1дхень ппроваджен1 в Одеському сбласному виробничоиу управлш--н! пасажирського автотранспорту, ВО "Кгровський завод" /ы.Сашст-Петербург/, Всесовзному иауково-дослгднону I проектно-конструкто-рськоку хнститут! нафтоперероблювчоХ ! нафтохтихчю! прокисловоет! /ВНД1ПК нафтохгм, ы.КпТв/, Рах!всыий картонн!й фабриц! ! Роз-дольськоыу ВО "Сгрка". Екоштчний ефект в!д впровадкення результата доелгджень по теыг дисертац!! становить 355 тис. крб. в ц!-нох до 1981 року.

Апробац!я працх. Днсертащйна робота розгляну-та !схвалена на розширеному заегданн! кафедри автоиоб!льного тра-н спорту Одеського державного пол!техн!чного ун!верситету /23.09. 1993/. Основн! положения прац! допов!далксь г обговорюваяись на 31, 32, 34, 35, 36 ! 38 зв!тнях науково-досл!дних конференц!ях ОДПУ в 1969, Г970, 1972, 1973, 1974 ! 1976 роках; Всесоюзной иа-рад1 по короз!йн!й ;втом! металгв /ы.Льв!в, 1966 р./; Республгкан-сыс!й науково-технгчн!й конференц!! /м.Кгапин!в, 1973 р./; 13-м сем!нар! по дифуз!йнии насиченням ! покриттям /ы.Умань, 1974 р./; 6-Й Всесоюзшй конференц!! по ф!зико-х!м!чн!й иехан!ц! матер!ал!в /ы.Льв!в, 1974 р./; Краснодарськоыу пол!техн!чному !нститут! /1975 р./; Сеи!иар! по ф!з:исохш!чн!й ыехан!ц! матер!ал!в /ы.Льв!о, 1980 р./; ЦНД1 зал!згачкого транспорту /м.Москва, 1981 р./; Хар-к!всьяоцу пол!тахн!чному !нститут! /1984 •!./; 4-й республЫансь-

К1й науково-техн!чн!й конференцИ /м.Одеса, 1991 р./.

Публ!кац! I. По тем! дисертац!! опубл!ковано 58 друкованих наукових праць, в тому числ! одна ионограф{я I одна брошура.

Структура 1 о б с я г. Дз'сертаи^г скяадаеться 1э вступу, 7-и глав, загальних висновк!в, списку використаноТ л!тератури 1 додатка. Прпця викладена на 309 стор!нках ыашшопис-ного тексту, 8-и стор1нках додатка ! мтстить 82 малшка, 27 таб-лиць та 284 найменувань л!тературних даерел.

0СН0ВНИЯ ЗМ1СТ РОБОТИ

У в с т у п 1 показана актуальность теми дисертац!!, сформульован! мета та завдання досл1даень, викладен! основн! нау-ков! положения 1 результата, яга виносяться до аахисту.

В п е р ш ! й главт наведено короткий анал!з л!те-ратурних дкерел про вплив навколшнтх середовищ на оп!р сталей короз}йн!й втоы!. На теперешн!й час загальноприйнято, що знижен-ня опору сталей втом! у б!льшост! робочих середовгсц в!дносно атмосферного пов!тря в!дбуваеться з трьох причин? локального роз-чинення анодних д!лянок металу у верх!вц! втомно! тр!щини, адсорбцию го полегшення руйнування внасл!дрк адсорбцЯ поверхнево-ак-• тивних речовин /ПАР/ з навколишнього р!дкнного середовища та вод-невого окрихчення /ВО/ стал! як результату наводнювання.

Великий внесок у вивчення ф!зико-х!м!чного впливу р1зних ее-редовтц на оп!р сталей короз!йн!й втом1 внесли вченх: Ю.1.Бабей, С.Г.Веденк1н, Л.А.Гл!кман, О.В.Карлашов, Г.В.Карпенко, А.Б.Цус-лицький, Ю.Г.Ожиганов, М.В.0л!йник, В.В.Панаева, Л.Ы.Петров, В.1.Похмурський, О.Ы.Роман!в, В.В .Романов, О.В.Рябченков, Н.Д.Тошшюв, Ы.й.Чаевський, Ю.Р.Еванс, Б.Уескотт, ТЧЕкобор!, Р.Н.ПаркЬгс, Е.П"ю 1 багато !нших.

3 огляду впливу основних фактор!в, як! викликають корозгйну, адсорбц!йну та водневу ,втому сталей, а також х вивчення вад та недол!к!в !снуючих г!потеэ, покснжгагх механ!зм руйнування сталей при 1х пёр!одичному навантаженнг у робочих середовшцах, поставлен! завдання досл!дкень по дасертац!!.

В д р у Г ! й глав! викладена Методика вицробувань сталей на втомлен!стну ыхцнхсть та короз!йну стхйкгсть.

Найб!льш характерним та небезпечним видом навантаження бага-

.х Деталей машин е многократний лер!одично повторюваний згин. ь 88*язку з цим випробування сталей на утому проводилось чистим агином по симетричному циклу при оберташц зразкхв вгдповгдно до ГОСТ 25502-79.: Для цього були використан! випробувальн1 маши-ни НУ, МУ1-6000, 1МА-Э0 та 1МА-5. Останн! були обладнан: редукторами для одержаНня частот навантажёння: 0,083; 0,66; 10,0; 47,3; 100,0 I 133,3 Гц. Випробуваннп пхдлягали конструкции! ву-глецевх та нержавгюч! стал:: 40; 40Х; У8А; УЮ; ШХ15; 20X13; Е1-961; ЕП-479; ЕП-56; ВНС-22 та !н., аяе б!льш!сть дослгджень виконана на сталх 45, яка до того ж поддавалась терм!чшй оброб-Ц1 на р1зн1 структури або ж змщнювалась ргзними методами.

Вид г стан робочих середовиц для проведения доел!дкень ви-значався умовами експлуатац:! деталей машин, умовами для виршен-ня поставлених задач або вимогами эиробничих П1длриемств. Робочи-ми середовищами були: повттря рIзноI вологоетт, !нертн! гази, вода та II розчини, м:неральн1 мастила т тЛн.

Для одержання достовгрних та в1дтворюваних результат:в до-сл1джень особлива увага придхлялась якост1 та !дентичност1 зраз-К1в, а також умовам випробувань. Останнв досягалось використан-ням ртзноман!тних пристро!в для випробування на втому зразкгв, як1 обертаються в ргдгаших середовищах при ргзшман!тн1П аерацг!. Дослгдкення впливу вхдносно! во ло гост г пов1тря на огир стал! вто-иг проводилось в специально сконструйовангй камер!, а для випробування в аерозолях морськ'о! води була виготовлена спецхальна установка.

В1дповгдно з ГОСТ 23026-78 по результатам сергI випробувань одинаковая зразкгв шляхом граф!чного !нтерпол!рування будували

результаттв полягала в визначеннт функЦ10нальш1 залежноетт м!ж аыпл{тудою навантажёння та вгдповгдно! к!лькост! цикл!в наванта-жень до руйнування зраэка.

У окремих випадках для поргвняння залежност! втомно! м!цно-ст! сталей в!д ступеню агресивностг середовища були виконан! випробування на короз!йну стхР.ктсть ваговим методом.

Трети глава присвячена доелгдаенно опору атом! сталей в атмосферних умовах.

1сторично склався ! знайшов пеширене розповсюдження роэподхл на "чисту" /"!стиннуУ I короз!йну втому сталей. Вважалось, що в атмосферних умовах процес втоми проходить при в!дсутност! н \

крив! втоми сталей у координатах

Статистична обробка

чи при такому Н незначному вплив!, який заздалег!дь можна не брати до уваги. Це п!дтверджусться тим, що межа витривалост! стал! на повхтр! не залежить в!д к!лькостг цикл!в навантажень 1 е пост!йною величиною. Навпаки, у короз!йних середовищах права г!ляа криво! утоми асимптотично наближаеться до ос! ебсцис.

Всупер1ч цьому корозШшй вплив пов!трп на втому осе х мае мхсце, як це доказано вперше результатами експерименпв, наведе-ними на рис л. ' ± МПа

320

300

Рис Л. Вплив середовищ.на

onip втом! стал! 45 _______

перл!т-феритно1 струк- OZ 0¡5 1 2 к ,S тури. /V, МЛН

Крив i втоми,одержан! при випробуванн! у: I - aproni; 2 -гел!1; 3 - азот!; 4, 5, 6 - при хзолпц!! пастилами: 4 - Ф10Л-2; 5 - Jota -3; 6 - Л1Т0Л-24; 7 - повЬр!; 8 - глибококу вакуум! /по В.В.Роианову/.

йиження витривалост! стал! визначаеться, по-перше, мокли-в!стю доступу кисни повхтря до св!жеутворених поверхонь /СУП/, що призводить до 1х х!м!чного окислюваннй, по-даугс, ступеней оборотности деформац!! на cbíkhx приступках сцуг ковза1Ия в за-лежност! В1д адсорбц!! газ!в чи складових мастил. Отже, звичайн! випробуваннп на onip утоых в noaÍTpi е дослхдаеннями на короз!й-ну стоыу в уюввх дгХ корозхйного середо.вшца мало! активном!. Про це ж згадував ще Ю.Р.Еванс» Таким чином, yci середовища, б!льш-мена, е корозхйш i розподтл утоми сталей на "icTKHHy" та "короз!йну" е умовним. Проява короз!йного впливу малоактивких середовиц на зниженнп опору втом!, на в!дм!цу э!д активних сере-довищ, в!дбуваеться тхлькк на лхвхй гхльцг криво! утоии стая!.

3 ыетов fflticHoro визначедая швидкост! окислювання СУП стал! эразки п!ддавали розриву у спец!альному пристро!, що давав змогу робитице у noBÍTpi, ртут! чи при нанесенн! II на м!сце

луйнування. Виявилось, що п!сля витримки у пов!тр! СУП близько 0,1 сек, на Т1 поверхн! виникае окисна пл!вка 1 ртуть в такому випадку на СУП не адсорбуеться.

Дэ тепер!шнього часу нема единого погляду про ф!зичну суть ыея! витривалост! стал! у пов!тр!. На думку Т.Екобор!,це явище м!стить у соб! <$!льш незрозум!лого, ан!ж механ!зм утоми в зон! обмежено! довгов!чност!. В зв"язку з цим автором запропонован! погляди на механ!зм втомного руйнуаання та г!потеза ф!зично! природа меж! витривалост! у пов!тр!.

У вакуум! адсорбован! шари на стал! в!дсутн! ! руйнування в!д в томи викликаеться т!льки д!ею механ!чного фактора, тому межа витривалост! /див.рис.1, крива 8/, у пор!внянн! з результатами випробувань у будь-яких !нших середовищах, мае найб!льшу величину. Мехаи!зм втомного руйнування сталей в умовах, виключаю-чих вплиа середовица, викладено в працях В.СЛваново!, В.Ф.Терен-тьева, В.Т.Трощенко, С.Коцаньда та Ы. Для розвитку в томно! трх-щини у вакуум: необх!дна така концентрац!я напруження, котра б не т!лыси перевертувала силу зчеплення атом!в у II вершин!, а ! протид!пла дифуз!йному зал!ковуванню виникаючих мткронесуцтль-ностей, як г волод!ють значними некомпенсовашши силами притяган-ня. Ц! уыови мають мхсце при пер!одичних навантаженнях вгдпов!д-но л!в1й гхлщ криво! утош. Умовош для появи та !снування фхзич-но! меж! витривалост! сталей у вакуум! е динам!чна р!вновага, де к!льк1сть виникаючих мхкронесуцхльностей повинно бути р!вна або менше кхлькост! усуваних шляхом дифуз!йного зал!ковуваннп.

При випробуванн1 сталг на втому в таких нейтральних середовищах, як чист! аргон, гел!й, азот, скр!м механ!чного, д!с ще ад-сорбц!йний фшстор. На СУП стал!, яка виникае також, як I у вакуу-их, та мае велику активн!сть, в!дбуваеться ыайже миттева адсорб-ц!я гнактивного газу та речовин з окисного поверхневого иару. Така адсорбц!я зменшуе р!вень поверхнево! енерг!! стал! на СУП, але эниження м!цност! в!дбуваеться внасл!док перепони адсорбованим газом дифуз!йному зал!ковуванню ушкодаень в!д втоми. Це сприяе розвитку трЬцини в!д втоми та руйнуванни зразка. Динам!чна р!вно-вага настае при меншому напруженн! циклу ! межа витривалост! стал! в !нертному газ! на 3...5^ низкча, н!я у вакуум!.

В сухому пов!тр! оп!р стал! втом! г.злежить не т!льки в!д ме-хан!чшго ! адсорбц!йного, але й в!д х!м!чного фактору. Останн!й зв"язанний з короз!йною активн!сто пов!тня ! властивостями окис-

hoI пл{вки на стал!. У дейкому в!днашенн! окисна пл!вка захт?ае ненапружену сталь в!д подальшого окисления. Але у випадку одно-часно! д!! атмосферного повттря ! периодичного напруження, яке перевицуе межу витривалост! стал!, виникачо?'. ;?Лормац!йн! пошкод-ження окисно! пл!вки - розриви IT з покгою СУП* р- цьому випадку дифуз!йного зал!ковування, внасл!док активного окислювання СУП стал!, не в!дбуваеться. Дэ того ж ц! м!кропоикодакення являються концентраторами напруги. Багаторазов! деформац!йн! розриви окисно! плхвки по одному ! тому ж м!сцю та активне окисления СУП стал! перетворюють Його з м!кропошкодкення в одну початкову тр!щину в!д втош з вин гашениям розпушення металу перед II вершиною. По-сл1дут)че стрибкопод!бне пхдрощування тр!щини в!дбуваеться по м!с-цям розривгв перешчок м!ж ÏT вершиною ! вершинами найбгльш близьких м!кропор, а також локального окислювального розп!дання виникаючих ювек:льних поверхонь.

Екщо д!ють нормально розтягуот! напруження, р!вн! меж! витривалост! стал! на пов!тр!, то зусилля для дефорыац!йних розри-в!в окисно! пл!вки недостатн! ! ххы!чний фактор не проявляеться. На основ! цього по сво1й природ! межу витривалост! стаях у пов!т-р! можна сфорцулювати як таке максимальне по абсолютному значению напруження циклу,при якому виключаються х!м1чн1 умови зарод-ження ! розвитку втомного руйнування внаслхдок збереження ц!л!с-ноет! окисно! пл!вки та дафуэх Иного саюэал!ковування шкшешэчих М1кронесуЦ1Льностей у поверхневому шар! при необмег.гн1й к!лькост! зм!н навантаження.

Вперше визначено вплив вхдносно! вологост! повхтря на оп!р стал! втоых. Змхна в1дносно! вологост! в 40 до 70$ не впливав на витривад!сть стал! в зв"язку з Про*!каиням т!дьки сухо! атмосфер-но1 короз!!. Цри критичн!й в1даосн!Й вологост! /б!льше як 80 % / виникае духе тонка пд!вка вологи в великим опорой короз!йному струму, тому ! зюкення btomhoï м!цност! стад! дуже неэначне. Але уже при в!дносн!й вологост! в 9S % t Частот! навантаження 0,66 П; втомна крива набувао характерного ВИДУ - Des д! лянки паралельно! ос! абсцис. При 10055 в!дносн!й Бологом! ирапельна конденсац!я утворюе на поверхн! зразк!в досить топоту пя!вку пологи ! в таких умозах в!дбуваеться уже типова короз!йна втома стал!.

Встановлено, що ефект частота навантаження виявляеться тям значн!ше, чим менша частота ! б!льша короэ!йна активн!сть пов!тря, оск!льки в!н залежить в!д стену активном*! ! тривалост! короз!йно-

го процесу у вершин! тр!щини в!д'втоми.

В четвертой глав! розглянуто оп!р стал! короз!йн!й втом! у водних розчинах.

Кисень, розчинений у водт, як енерг!чний катодний деполяризатор е одним з найб!льш головних фактор!в, який викликае коро-з!ю сталей. При усуненнт електрох!м!чноТ короз!! оп!р стал! втом! у повистю обезкиснен!й дем!нерал!зован!й вод! на 3,5 % вище, н!ж при окислювальн!й д1! атмосферного повгтря.

Вперие встановлена в!дсутн!сть прямо! залежност! м!ж знижен-ням витривалостт стал! ! зб!лькенням агресивност! нороэ!йного се-редовища. Як видно з рис.2, крива , максимальний темп зниження опору сталт втом! виявлясться при дуже малих зм!нах концентрац!! кисню в дистильовашй вод!. Наприклад, при добавц! до вода всьо-го 0,2 см3/л кисню зниження втомного опору, в пор!внянн! з результатами вилробувонь в обезкиснен!й вод!, в!дбулося на 20,4% . Подальше збтлыпення кнсшо у вод! до 16 смэ/л викликае зовс!м не-значне додаткове зниження опору стал! втомг. Це явище пов"язано з пасивуючою дгею пл!вки продуктхв короз!! на СУП стал! I в!дпо-в!дним гальыуванням коро энного процесу.

Значне зниження короз!йноТ витривалостт стал! надають неоки-слювальн! сол! лужних метал!в /ЛГаС1, КС( , ЦС1 / у аероваий вод!, що вгдбуваеться внасл1док П1двищення електропров!дност! роз-чину : малозахисшши властивостями продукт!в короз!!. У розчинах хлориду катр!ю, аналогично наведеному в;гце, шдтверджуеться в!д-сутнтсть кореляцт! мж зникенняы опору стал! втом! ! концентра-цхею солт у водг. Характер зниження темпу витривалост! стал!, як видно по кривим I т 2 на рис.2, сп!впадае.

Експериментально встановлено, що оп!р стал! короз!йн1й утомт в 3 % -ному розчин! хлориду натргю х в штучнМ морськ1й вод! р!з-них складних рецепт!в практично оданаковий. Встановлено також, що оп!р стал! втом! в бглыптй м!р! залежить в!д концентрац!! кисню, н!ж В1д сольового складу в водг. Отже, в залежност! В1д доступу кисню повхтря, тобто методики проведения дослав, значения опору стал! корозтйтй утомт в розчинах води можуть бути досить рхз-н1. Однак у дов!дкових матер!алах в!домостх про умовн експеримен-т!в, як правило, не приводяться, що знидус' !х ц!нн!сть.

При зб!льшеннхй концентрац!! з с!рководнев!й вод! по

склад^й залежност! зменоуеться в н!й оп!р стал! короз!йн!й вто-мх за рахунок посилення агресивност! ! водневого окрнхчэння.

У середовищах 9 рН = 3,5...9,5 загальна короз!я та втомиа довгов!чн!сть стал! мають п<зст!йне значения внасл!док виникнен-нязахисно! пл!вки г!дроокису зал!за Ре^ОН).; , 3! зыеншенням рН ютче 3,5 знижуеться оп!р короз!йн!й уток,! та об1льшуються

короз!йн! втрати стал! у зв"язку э виникненням легкорозчиняемих продукт!в короз!Т ! беопосереднього реагувакня киолоти з зал!-зом. 3! зб!льшенням рН вгеде 9,5.пов!льно знижуеться ввидк!сть пороз!! ! суттево зб!льшуеться к!льк!<;ть цикл!в до руйнування, що пояснюеться ростом лужност! середовища ! зменшенням розчиненост! пл!вки Ре(0Н)2 .

Доел!длено вплив структурного стану стал! на оп!р втом! у р!эних середовищах. Яшцо терм!чна обробка зйачно п!двищуе оп!р втомт в пов!тр!, то у короз!йних середовищах ем!цдаимй ефект не спостер!гаеться ! эниження аитрчвалост! в!д?уваеться тим р б!ль-ш!й игр:, чим агресивн!ше середовигф. Особливо сл!д в!дм!тати низьку короз!йно-,втомну м!цн!сть стал! 45 мартенситда! структур и, 3 цього можна зробити висновки: I/ тер«!ада обробка стал! не може бути засобоы п!двигцення короз!йнр-зто№о! ы!цност!, 2/ по меж!" витривалост! стал! у пов!тр! не молша судити про II корозШю-втомну ы!цнтсть.

Припускалось, що «ЯМ исше, и&металевих включень /оксидхв, сульфэдтв, н!трид!в те \\\,/ 8 столх, тим вище II оп!р .втом! в по-в!тр! ! особливо у кор5ё1йКй середовищах, Для_ пгдтверджлшя цього були досл!дкен! нй ст1йк!сть ! втомну мщшеть у 3$-ному розчинх хлорид Иа^гЬо зразкл 31 стаях ШХ-1Б овичайко! плавки ! пхеля елекТ$вШЛШШ£ОГО переплаву з'покращеною м!кро- ! макроструктурою. Бпс|1й§ ЕС?йНослеко, що електроилаковий переплав п!двщуе-короз!йну с¥хШШ$Ь стал! на 10...13% , мало вг.яивае на оп!р утом! в поа!'?^! /ёб!льшення на 2...4 % / Н. досить значно впливае на короз!йну .втому /п!дэкщення на 23..,26 % /.

3 точки зору практики викликае хнтерес визначэння опору стал! утом! при р!зн!й, ! особливо мал!й, частот! навантаження в р!зних короз!йних серв до вищах* Результати досл!даень, наведен! на рис.3, п!дтверджують той факт, що з! зб!яьшенням короз!йно! агуесивност! середовища вплив частота навантаження на оп!р втоы! проявляеться бхльш р!зко в пор!внянш з менш агресивниш середо-вмцами. Зменшення частоти навантаження зменшуе !нтенсивн!сть ко-роз1йюго процесу у вершин! в томно! тр хщини, але при цьому бтльш суттево зб!лыцуеться тривал!сть його д!1 /у наведених досл!дах -

у 71 раз/.

6-,.МПа

2 ,

' MlCíf

о/ /о

6-

2Q0

240

200

т

120

80

■о 40

б

и 3

сЛ— t-f /о Í--0-

й $ и —о--

г-1 " JLj --

ч

) -

т

20

40

130

/.Гц

Рис.2. Залежнгсть меж i витриаалостх нормалгзовано! стал! 45 в!д концентрацг! кисшо /I/ i хлориду натрiю /2/ у дистильова-HÍft водг.

Рис.3. Залейнхсть ыеят влтривалост! нормалгзовано! сталг 45 в!д частота навантаження у середовицах: осупеному азотi /I/;

nosÍTpi з зтдносною вологiста: 40...75 % - /2/; 95

/3/; 98 % - /4/; ICO % - /5/; а також при нанесенаг ди-стильовано* вода на зразок краплями /б/; 3% -нону розчи-н! хлориду натр iю у вод! /7/.

бдиного загальноприйнятого трактування процеса втоиного руй-нування стал! в корозхйних середовищах немае. В зв"язку з цим сти-сло роздивиыось природу tíльки корозгйного впливу середовища на цей процес з моменту виникнення м!кронесуц!льностей.

При пертодичних наэантаженнях стального зразка у noBÍTpi у ньому пгд окислим шаром виникають втекиг пошкодяешя, в вигляд! м!кронесуц!льностей - щ!лин. В зв"язку з ювен!лышми властявостя-ш вокя молуть при змикакн! днфуэ!йю сямозал!коцуватксь. йещо так! навантаження в!дбувааться у вод! та воднпх розчинах, окисна пл!вка не е переыкодою для проникнення вода до м!кронесуц!лыю-стей. На 1х пзен!лыкх пепгрхнггх, тобто ninbfinx в!д захисних оки-сних пл!вок, максимально полошено протыкания анодного та катод-

ного процес!в. По Н.Д.Томашову, у таких умовах анодна поляризуе-М1сть зменшуеться на 4 порядки. К1нетика розблагороджування СУП метал!в суттево зм!шоеться за дуке короткий час експозиц!! -

с. По м!рт осадження на СУП стад* г!проксильних пл1-вок з продукт!в короз!1 в!дбуваеться обл? городауза«ия потенц{алу.

На м!сц1 короз!йного роз"!дання м!кронесуц!льностей зародауеться короз!йкий п!т!нг /виразка/ з концентруванням напружень у його вершинт. Розвиток ! перетворення п!т!нга в короз!йно-,втомну тр!-щину зв"язано з виходом до його вершини нових деформащйних м!к-ротр!щин, що е м!кро-СУП, ! короз!йним локальним роз"1данням по ним стал!.

В!дпов!дно з сучасними уявами короз!йно-втомна тр!щина - це короткозамкнута гальванопара, у якоТ анод - вершина тртцини, а катод - II ст!нки. Пост!йна ефективна робота гальванопари обумов-лена незначною лоляризован!стю електрод!в. Ефективн!сть анода повязана з пост!йним в!дновлюванням у процес! пер!одичних наванта-жень СУП, в!льних на мить появи втд окисних плгвок. Незначна по-ляризован!сть катода обумовлена його великою площего в!дносно роз-м!р!в анода, а також повсякчасною наявн!стю катодного деполяризатора в електрол!тах. Розвиток короз!йно-втомно1 тртщини звичайно ускладнюеться виникненням в район! II вершини велико! к!лькостт др!бних тр!щин.

Розвиток короз!йно-утомно1 тр!щини мае дискретний характер. Це зв"яэано з сл!дуючим. Елементарне п!дро'цування тртщини за один стрибск в!дбуваеться внасл!док накопичення напружень б!ля II вершини ! в зв"язку 'з цим руйнуванням перемички м!ж не» ! вершиною ближньо! найб!льш розвинено! ы!кропори шляхом послтдовних руй-нувань атомних зв"язк!в. Виникаюча при цьоыу СУП стал! зазнае активного анодного розчинення. В результат! за один стрибок в!дбу-ваеться як поглиблювання, так ! розширення тр!щини.

Електрох1м!чна активацтя багатьох ы!кронесуц1льностей приводить до зародкення безл!чт трщин. За час в 5...7.% в!д довгов!ч-ност! зразка вони перетворюються у розвинен! короз1йно-вгош! трт-щини. Внасл1док руйнування зразка по декхлькох трщинах короз!й-но-втомний злом мае характерний багатоосередковий вигляд.

П " я т а глава присвячена досл!даенню впливу поверх-нево-активних речовин /ПАР/ в мастильних вуглеводневих середови-щах на ошр стал! втом!.

Дэ сьогоднтшнього часу немае загальнодрийнятого погляду на

природу i величину впливу ПАР на оп!р стал! btomí. В звяяэку з цим особливий Интерес мае одержання в!дтворюваних прямих експе-риментальних даних про вплив ПАР на onip стал: btomí в умовах повного вилучення завуальованого короз!йного впливу складових вуглеводневого середовища. 3 ц!ею метою в npoqeci випробувань робоча частика зразкхв знаходалась в герметичних /мтсткхстю 4 см3/ ванночках, виготовлених Í3 еластичного xímÍ4ho нейтрального пол!-мера, якi заповнювались рхдинним мастилом. М!неральн1 мастила M-8Bj, Ы-332, M-IOBg, ¡¿С-20 та iraní в стан! поставки ыхстять в соб! деяку к!льк!сть вода, а також друг! ПАР, неприклад, органхч-н! кислота, спирти, смолисто-асфальтов! речовини та присадки. Ко-жне з таких мастил знижуе межу витривалост! стал! на 3...8 % в nopí внянш з результатами випробувань на nosiTpi. Шсля збезвод-нювання мастил шляхом продувания через нього нагр!того до 105... 110 °С чистого аргону /або просто пов!тря/ на протязг одн!е! го-дини, вони, не дивлячись на наявн!сть у них ПАР, не тхльки не знижують, а, навпаки, п!двищують на 3,5 % межу втоми стал!. Мож-на зробити висновок, що зниження опору пластично! стал! втом! в мастилах стану поставки, яке мало м!сце i в наших випробуваннях, пояснюеться не д!ею ПАР, а корозхйним впливом води, яка знаходи-лась в них. Ыожна припустити, що сама вода проявляо себе як ПАР. Для перев!рки цгеГ гадки в мастило Ж-20 з слхдами води вводили 3 % моноетанолам1ну в якост! хнг!б!тор'а електрохтмхчно! Kopo3Ü. В цьому випадку onip сталi yroMÍ виявився таким же, як i при ви-пробуванн! в пов!таi. Для переконання проведена друга перев!рка: при добавлаваннт в обезвожене т обезкиснене мастило JJ-OBg I % обезкисненоХ дистильовано! вода межа витривалостх сталт тдви-щилась на 3 % в пор!вняш« з результатами випробувань в повхтрт.

Для з"ясування впливу окислювання мастила на оп!р сталт уто-м! мастило ГЛ-8Вj окислювали в спецтальнтй установц1 до р!зних pi-вней шляхом продувки через нього сум!ш! озона з по в i тр ям /при ко-нцентрац!! озона 30 мл/л/. Кислотне число окисленого мастила ста-новило 0,063, 0,2SI i 2, 835 мг КОН/г. Випробування стал! на этому проводили з закритих барабанах без доступу атмосферного повг-тря. Встановлено, що мастило з кислотним числом 0,063 мг КСН/г не ттльки не викликало адсорбц!йного зниження опору стал! btomí, а, навпаки, шдвищило його на 3% в зв"язку з обезвожуванням мастила при окислюванн!. Б!льш глибок! окисления мастила призвели до зниження опору стал! у том i на 1,7 i 7,8 % /в!дповтдно/за ра-

хунок п{дсилеш!я його короз1йно! агресивностг.

Окисления ыастила Ы-ЮГ^ внаслхдок його роботи в диэел1 напротив! 5, 25 та 100 годин приэвело до в!дпов!дного зб1льшення в ньому коицентрац!! г{дроксильних та карбоксильних груп, тобто эб!льшення кхлькостх ПАР, але це не вплинуло на оптр стал! втом! в пор!вняннх э результатами випробування в чистому мастилх.

Миюч! присадки до змащувальних мастил е типовиш ПАР. Для з"ясувашя 1х впливу на опгр стал! втомг в мастило Ц-ТОГ2 для кожного випробування добавляли одну !з присадок: Ц1АТ1Ы-339, МАСК, ВНП НП-360 або.да-П в кглькост! 0,1; 0,2; 1,0; 2,0; 5,0 г 10,0%. Випробування показали, що незалежно в!д марки поверхнево-активно! присадки I II концентрецг! в мастил! адсорбцгйне понижения опору пластично! стал! 45 втом! не проявляеться.

Наведен! результата дослтдкень св!дчать про те, що зниження опору пластично! стал! втом! в м!неральних мастилах в1дбуваеться не за рахунок адсорбц!йного впливу ПАР, а в наслтдок електрох!м1ч-ного корозхйного дгяння на метал води ! !ших агресивних складо-вих мастил..

Для визначешя впливу ПАР ! частоти навантаження на опхр стал! втом! був проведений слвдючий дослхд. Зразки 13 стаях перлхт-феритно! структури вяпробовувались на ловхтр!, в н-гептанх та в сумхшг н-гептана з 5 % -ми !зобутилового спирту без доступу атмосферного пов!тря при часто« навантаження 0,66 х 47,3 Гц. Резуль- . тати досл!д£екь свхдчать, що 1зобутиловий спирт, як ПАР, зовсш не впливае на оп!р стал! втом! н! лри Еелик!й, н! при малШ частот! навантаження. " •

Про;вплив ПАР в обезвожено'ыу мастилг 113-20 на оп!р стал! У8А втом! в залежност! В1д II твердост! можна судити по рис.4. Витри-валгсть сталх в мастил!, по в!дношенню до вятрнвалостг в поверг, виявилась б!'льшою на 3,2% для перл!т-феритно1 ! на 1,3% для сор-б!тно! структур. Це пояснюеться, з одно! сторони, в!дсутпгстю ад-сорбц!йного 31гдження втомно! м!цност! пластично! стал! в!д впливу ПАРь аз друго! - виключенням окислювального впливу пов!тря. Шд-вгсдення твёрдрст! стал! до НЗ = 600 суттево зменшуе витривал!сть стал! в мастил!.

Понижения опору стал! втом! п1д впливоы адсорбц!! ПАР можна !нтерпретуватя,користугчись вломим р!внянням Ррифф!тк-0рована-1р-в!на

Б = с'у

¿ЕОГи-УаУ

I ~

Рис.4. Вплив ПАР у обезвоже-ному мастилт НС-20 на оп!р сталг УВА втом! в залежностх вхд II твер-

____-ГС- б"-! в по»'1ТР! 'ША-

200_ 400 ТвердЮть,

де С - безрозм!рний коеф!ц!ент; Е - модуль пружност!; -!стинна енергхя катергалу /енерггя розриву атоших звнязкгв/;

- енергтя пластично! деформащ! матергала у вершин трхщини; Ь - початкова довжина трхщини. Адсорбц!я ПАР'призводить.до змен-сення #1 ! зниження мтцностт катер!ала. Але вплив адсорбц!! на оп!р этом! пластично! сталг незначний, бо зниження вхд д!1 адсорбцт! на дектлька пор ада в ыеише за %2 • В!д цього адсорб-цтЯного зниження вктривалост! сталей перл!т-феритно1 структури експеримектальш не виявляеться. Зг збхльиенняк твердост! стал: до.НВ = 285 /сорбгтна структура/, а вхдаовхдао I пздхнням II пластичности частка снергЯ на дефорщщ!» ыеталу % зменгвуеть-ся. Хти1чно хнертне настало не подхяло на витривалхсть троостит-но! структур и /ИВ = 460/. У цьому раэх п!двгп1ення зтомного опору за рахунок виключення корозхйного вплкву поз!трл зрхвноважилось II адсорбцгйгам зниженням п!д д!ею ПАР. 1накиэ поводить себе сталь мартенситно! структури /НВ = 600/. II витривалхсть у рг-динних х!м!чно-1нертних середовищах суттево нижча, кгх у повхтр!. Зниження поворхнево! енергх! пргг адсорбц!! ПАР у цьоыу ви-падку приблизно таке ж незначне, як ! у пластично! стал!, одная енерг!я , витрачаема на пластичну деформац!в крихко! стал!, теж незначна, що дозволяв говорит« про !х сп!врозм!рн!сть. Таким чином ефект зниження ^ при адсорбц!I ПАР на високоы!цних сталях проявляемся у облегшенн! розриву м!жатомних зв"язх!в, що в результат! призводить до значного зниження опору стал! этом!.

Механгэм эменшення опору пластично! стал! втомх у мастилах, як! мхстять в соб! воло1у, можна зобразити такою схемою. В м!с-цях контакту краплинок води з поверхнею перходично напружено! стал! 1де локальний електрох!м!чний процес - пхтхнгова корозхя. ГИтткгсе! виразки е первиншши концентраторами напруження, якх з часом перероджуються у втомн1 трхщини. 1нтенсивн1сть розвитку трхцин л!м1туеться розм!ром ! к1льк!стю часток води у мастил! ! доступом !х до СУП стаях у вершин! трхщини. П!сля витрачання у процесх короз!! кисню, що м!ститься у частках води, подальший розвиток втоино! трхщини протхкае без корозхйного впливу середо-вища. Вхдсутнхсть нахилу до осх абсцис право! Г1лки криво! втоми у мастилах, що м!стять до 0,5 % води, пояснюеться вхдсутнхстю умов для лояви СУП стало через малу агресивн!сть середовища та кизькх амплхтуди перходичних напружень, як1 не порушують окисну плхвку на зразках. У випадках зб!льшення вм!сту води понад 0,5£ !стинна чет витривалостх стал! в мастил! зникае, бо йде невпин-ний корозхйний процес у вершин! трхщини.

У ш о с т { й глав! наведен! дослхдження по впливу наводнювання сталей на !х крихк!сть та оп!р втощ. Втрату пластичности стал! в зв"язку з попереднхм II наводгаованням у с!рковод-нев1й вод1 визначали технологхчною пробою дротових зразк!в на пе-регин, тобто випробуваниями на втому при дуже великих переванта-кеннях. Вперше встановлено, що десорбцхя во дню ыоже повнхстю вхд-новити пластичн! властивост! стал! незалежно вхд вм1сту у н!й молекулярного водню. Втдновлення пластичних властивостей залежить вхд температури та тривалостх десорбц!! водню. Под!бн! результата одержан! також при визначенн! пластичност! стал! з електрол!-тичними хромовими покриттями. Визначено вплив накладеного потен-цхалу та вхдштдного ВО на технолог1чну пробу стал! перегиноы у розчинах !дкого натру ! с!рчано! кисло ти.

Дослхдкенкя стал! на втому проводились у 3% -вому розчинх хлориду натрю при накладенн! катодного потенц!алу. Катодом був зразок, анодом - платиновий др1т. При оптимально густин! катодного струму досягався максимальний оп!р стал1 втоы1. Внасл!док наводнювання сталх обыежена витривалхсть була нижча меж! витривалостх у пов!тр! приблизно на 10% . Встановлено, що кояекуляр-ний водень, який концентруеться у ы!кронесуц!льностях ыеталу ! утворюс там висок! тиски, впливу на оп!р стал! втоы! не чинить.

У вершин! втоино! тр!щини при обмеженоыу доступ! кисню в!д-

оуваеться г!дрол!з продукт!в Kopooil, який доводить рН середови-ца до 3,5...3,8. Тане шдкислекня нейтрального середовища приско-рюе процес корозЛ, а поява водна викликае ВО стал! аналог!чно, як це бувае при олгктрох!м!чн!й короз!! з водневою деполяр!за-ц!ею. На поверхн! стхнок тр!щини !де розряд !он!в водню з утво-ренняы адсорбованих атом i в воднй. Частина цього водню в результат! рекоыб!нац11 у ыолекули потрапляе в атмосферу, а друга проникав в сталь через катодах д!лянки i СУП вершини тр!щини. При , виход! протонного водню на межу розд!лу метал-неметал м!кропори ,.в!н в!дбирае в!д "електронного газу" електрони та перетворюеться ..у. атомарний водень, який noTÍM рекомб!нуе в молекулярний. Створе-ний молекулярний водень втрачае евоы рухом!сть f не шже вийти з мткропори, оск1льки його розмхри значно перевершують параметри кристалево! гратки зал!за. Невпинне надходаення водню до MiKpo-пор приводить до того, цо тиск росте й може досягати 100 1Ша i б!лыде. П!д дтею таких тискiв виникають трьохв!снт напруження, котр!, за поглядом досить широкого кола досл!дникгв, е в!дпов!-дальними за ВО та водневу втому стал!. Однак, "як показують результата наших експеримент!в, виникнення ВО та зниження опору сталх btomí не зв"язано з п!двищенним тиском молекулярного водню у MiKponopax. При повному вилученн! з стал! рухомого водню i великому тиску молекулярного водню у ы!кролорах окрихчення не вия-влясться, a onip втом! поновлюеться до початкового значения. При переы!щенн! дислокац!й рухом!сть атомарного та протонного водню не т!льки значно лосилюеться, але набувае направления до м!сць а максимальними розтягувчими напруженняыи перед верх!в"ям тр!щини. 3 qiel причини, а також з накопиченням водню у несуц!льностях, розпод!л його у стал! досить нер!вноы!рний. ñt показав О.Д.См!ян, на в!дцаленн1 I мм вхд вершини /у зон! передруйнування/ к!льк!сть водню у 5...15 раз!в превищуе середне значения Його вм!сту у метал! . Одержана суыарна наявн!сть водню не в!дображуе к!льк!сть рухомого водню, що вхдпов!дае за ВО стол!.

При досягненн! критичного стану ВО та прикладенн! розтягуючих зусиль в!д пер!одичних навантажень концентрац!я напруження у пе-ремичц! ыЬг верх!в"ям втомно! тр!щини i найближчоГ м!кропори набувае значень, що перевищувть межу м!цност! i викликають посл!-дрвний розрив атомних зв"язк!в - руйнування перемички у вигляд! елементарного стрибка /п!дростання/трЬциш. П!дростання втомно! трщини може статися як в!д II вершини, так ! э товщ! ыеталу. Ба-

гаторазове повторювання такого п!дростання вцражае дискретний характер розвитку втоино1 трЬцпнл, котрий. завершуеться втомним руй-нуванням наводнено! стал! при б!льш низькому значенш ыеж1 витри-валост1 в пор!внянн! з витривадтстю ненаводнено! стал!

У глав! 7 наведено аналхз шляххв п!двицення опору втоы1 сталей у корозтйних середовицах.

Експериментально встановлена залежитеть мхж силою тиску на ролики при обкачуваннг зразкгв, глибиною цроникнення наклепу та величиною остатшх напружень стиску. 3 пхдвищенням цих показникхв при умов! дотриыування належно! чистоти поверхнх збхлыпуеться оптр втомх стал:. Особливо ефектно обка^ування зразк!в виявляе себе при короз!йн:й втом1 завдяки благотворней дх! напрузкень стиску. Остановлено, що оптиыалып реяими обкачування зразкхв повнхетю усува-ють ефект частоти наваэтаження при випробуваннх стал! на вгому в пов1тр1 I ыайже повнхетю - у короз1йних середовицах.

Поверхневе зшцненип сталх гартуванням струмами високо! часто-ти е одним з найб!льш ефектних засобхв по движения опору втом! як у повхтрх, так ( особливо у короз!йних середовищах, де воно досягае 300Й вхдносно вих1дного перл1т-феритного -стану у в!дпов!дному се-редови2Г1.

Сульф1дування стал! призводить до рхзкого зниження II коро-з!йно! ст1йкостх, х однак така обробка е ефективним засобом П1д-вищення короз1йно! втомил. Ще в б1льтхй М1р1 п!двищення витривало- . ст!, а також усунення ефекта частоти навантаження вхдбуваеться п!-сля багатокоыпонентного дафуз1йного насичення поверхн! сталх бором, хромом та титаном завдяки утворенню бгльш значних за величиною та оптимального розподхлу у поверхневому шар! напружень стиску.

Електролхтичн! покриття хрома, якх одержан! в оптимальних умовах примусово! циркуляцх! електролхта, зменшують 0П1р сталх втомх при випробуваннх в повхтрх всього на 4,4% /замхеть 40... 50пхеля звичайного хромування/ в пор!внянн! з витривалхстю без покриття. 0кр!м цього, така хромування у 5...8 раз1в пхдвшдуе про-дуктивнхеть процесу, забезпечуе високу рхшом1рнтсть покриття хрома, полхпшуе його як!сть та зменшуе наводнювання стал!.

йс встановлено, добором ххм!чного складу I режимхв терм!чно! обробки нержав!ючих сталей короз!йну витривал!сть можна п!двищити у 2 - 3 рази в пор!внянш з вуглецевими. Однак ц! досто1нства не-ржав!ючнх сталей втрачаються при каявшет! на зразках концентраторов напруги. Запропонован! погляди на природу цього явища.

0СН0Ш1 РЕЗУЛЬТАТ!! 1 ВДСНОВКИ

1. Розроблена ггпотеэа виникнення та !снування меж! витривалост! стал! в пов!тр!. Эапропонована формулировка меж! витривалост! стал! в пов!тр! як такого максимального по абсолютному значению напруження цикла, при якому вилучен! х!ы!чш умови для вто-много руйнування внасл!док збер!гання ц!л!сност! окисно! пл!вки, яка эапоб!гае корозгЯному впливу по в i тр я, дао мокливостт для дифу-з!йного самозал!ковування утворених птд окислювальною пл!вкою м!-кронесуц!льностей при необмеженхй к!лькост! навэнтажень. Запропо-новано погляди на сутнтсть втомних руйнувань стал! у вакуумт, !нертних газах та пов!тр!.

2. Виявлено явище високoí короз!йно! активностг слабких ко-роз1йних середовищ /наприклад, мастил ! спирт!в, що мтстять до-мхики води, б!дистильовано! вода з дошштсаш кисню чи хлор!ду натр i п/ при одночасн!й д!1 на сталь пер!одичних навантажень. Най-б!льший темп зниження меж! витривалост! сталей мае мтсце при до-сить незначних /сот! частки в!дсотка/ зб!льшеннях вм!сту корозтй-них агент!в у нейтральному середовищт. При незнатному зб!льшенн! агресивностт середовища теш зниження меж! витривалост! стал! уповгльниеться у окремих випадаах бтльш нгж у ICO разтв.

3. Визначено вплив дом!шок, що мтстяться у дастильованхй вод! /наприклад, кисню, хлорида натр!я, С1рководгео, соляно! кнслоти, Хдкого натру/ та рН с ере до вица на onip стал! короз1йшй btomí. В!дм!чена особлива велика роль аеращ! ыорсько! води у- зниженнх опору стал! короз!йнхй btomí. Встановлена залежмсть K0p03ÜlH0l витривалостг сталей в!д терьлчно! та механично! обробки, а такоя в!д вгясту в Н1Й неметалевих включеиь.

4. Сформульован! уявлення про природу втомних руйнувань сталей у ргзних середовищах.

5. Встановлено, що, на вхдщну в!д гснуючих уявлень, поверх-нево-активн! речовиш /ПАР/ у вуглеводневих середовищах не зыен-щують onip btomí пластичних сталей, Доказано, що спостер!гаеме зниження втомно! м!цност! пластичних сталей" в м!неральних мастн-лах ввдбуваеться не за рахунок адсорбц!йного впливу ПАР, а внаел! док електрох!м!члоТ нороз!йно! д!1 на сталь води та !нших аг-ресивних речовин, що знаходяться у цих середовищах.

6. Вперше експериментально доказано, що водневе окрихчення ! зниження опору втом! наводнено! стал! викликаеться дифуз!й-

но-рухомим атомарним та протонним водкам 1 практично не залежать в!д вшсту в н!й нерухомого молекулярного водню. Десорбцхя рухо^ ыого водню /в залежюстх вхд тривалостт та температури/ приводить до повного в!дновлення пластичностт та витривалост! стал!. Виказант погляди про розвиток втомно! тр!щини наводнено! стал!.

7. Встановлено, що ефект частота навантаження в.основному залежить втд умов ! тривалост! прот!кання корозхйного процесу у вершин! тр!щини. 3! зб!лыпеннкм агресивностг середовища та три-валост! його д!1 ефект частота посилюеться !, навпаки, при усу-ненн! короз1! мало проявляеться.

8. Визначенг оптимальн! режима та виконано пор!вняльний ана-л!з ефективностх змтцнюлчих технологий /обкачування роликами, по-верхневе гартуваннп струмами високо! частота, дифуз!йн! насичен-ня/ на пхдвищення опору сталей втом! у рхзномаштних середовищах. Змщншчх технолог!! зменшують цутливтеть стал! до концентрато-р!в напруження, а у рядх випадк!в повн!стю усувають прояву ефёк-ту частота навантаження внасл!док виникнення у поверхневих шарах зразка напружень стиску, як1 переккодаають зародженш ! розвитку втомних тр!щин.

9. Електролхтичш хромовI покрнттп, отриман! при оптимальних умовах примусово! циркулях^! електрол!ту, зменшують витривал!сть стальних зразкхв при випробуванн! в пов!тр! всього на 4,4 % /за-м!сть 40...50$ п!сля звичайного хромування/.

10. Вибором ххмхчного складу та оптимальних режим!в терм!ч-них обробок ряда нержав!ючих сталей отр 1х короз1Йн!й втом! ыож-на пэдвищити у 2 - 3 рази в пор!внятп з конструкц!йниыи вугле-цевими сталями. Однак ця перевага нержав!ючих сталей втрачаеться при наявностх на зразках гострих надр!зхв ! в цьому випадку вони мало вхдрхзняються в!д вуглецевих сталей. Виказано припущення про природу цього явища.

Загальний змхет дисертац!! опубликовано в роботах:

1. Степуренко В.Т. Исследование коррозионной стойкости и коррозионно-механической прочности стали 45. - Львов: Изд-во АН УССР, - 1953. - 88 с.

2. Степуренко В.Т. Короз!йна ст!йк!сть стал! 45 // Деяк! питания фгзико-х!ы!чш! ыехан!ки мегал!в. - Ки1в: Вид-во

АН УРСР. - 1958. - С. 88-96.

3. Степуренко В.Т. Короэ!йно-втомна м!цнхсть стал! 45 в

с1рководнев1й вод! // Там же. - С. 97 - 105.

4. Яцюк А.И., Степуренко В.Т., Янчишин $.11. Приспособление для испытания металла на усталостную прочность в жидких активных средах // Заводская лаборатория. - 1958. - № 2. - 229, 230.

5. Карпенко Г.В., Степуренко В.Т. Влияние качества коррозионной среды на коррозионную и корро зионно-устало стную стойкость стали // Вопросы машиноведения и прочности в машиностроении. -Киев: Изд-во АН УССР. - 1960. - Вып. 6. - С.64- 69.

6. Степуренко В.Т. Влияние сульфидирования на усталостную прочность стали // Там же. - С. 91 - 97.

7. Степуренко В.Т. Выносливость стали в зависимости от величины давления роликов при обкатке // Там же. - С. 98 - 105.

8. Новое в упрочнении металлов накаткой / Г.В.Карпенко и др. - Киев: Гос. иэд-во техн. лит-ры УССР, 1960. - 24 с.

9. Карпенко Г.В., Степуренко В.Т. Вплив с!рководню на пла-стичн!сть стал! // Дэпов!д! АН УРСР. - 1960. - Р 6. - С. 791-794.

10. Карпенко Г.В., Степуренко В.Т. Влияние сероводорода и поляризации на пластичность стали // Л^рнал прикладной химии АН СССР. - 1961. - Т. 34. - С. 1057 - 1060.

11. Карпенко Г.В., Степуренко В.Т. Влияние сероводородной воды на механические свойства стали // Влияние рабочих сред на свойства стали. - Киев: Изд-во АН УССР. - 1961. - Вып. I^C.27-33.

12. Карпенко Г.В., Степуренко В.Т. Влияние поляризации на пластичность стали // Там же. - С. 34 - 38.

13. Карпенко Г.В., Степуренко В.Т. Влияние предварительного наводораживания на коррозионную стойкость стали // Там же. -С. 39 - 44.

14. Степуренко В.Т. О склонности стали 45 к коррозионному растрескиванию в сероводородной воде // Там же. - С. 45 - 50.

15. Степуренко В.Т. Об ускоренном методе определения склон ности металла к коррозионному растрескиванию // Там. же. -

С. 51 - 58.

16. Степуренко В.Т., Литвин А.К., Сошко А.И. Испытание проволочных образцов на технологическую пробу перегибов при одновременном наводораживании // Там же. - С. 84 - 87.

17. Степуренко В.Т., Сошко А.И., Литвин А.К. Установка для испытания металла на технологическую ПреЗУ перегибом в жидких средах // Машины и приборы для испытания матеркадой. - Киев: Изд-во АН УССР. - 1961.

18. Степуренко В.Т., Бабей Ю.И., Карпенко Г.В. К вопросу о влиянии ртути на прочность и технологическую пробу стали переги-. бои // Вопросы машиноведения и прочности в машиностроении. -Киев: Изд-во АН УССР. - 1962. - С. 34 - 37.

19. Степуренко В.Т., Литвин А.К., Карпенко Г.З. Влияние рН среды и наложенного потенциала на технологическую пробу стали перегибом // Там же. - С. 51 - 54.

20. Янковский Л.Я., Степуренко В.Т., Бабей Ю.И. Машина ИМА-ИП1 для испытания металлов на усталость при повторно-переменном изгибе в пластической области // Там же.

21. Карпенко Г.В., Степуренко В.Т., Бабей Ю.И. К вопросу о методике испытания металлов на коррозионную усталость // Заводская лаборатория. - 1963. - № 5. - С. 583, 584.

22. Карпенко Г.В7, Степуренко В.Т., Бабей Ю.1. Залежисть корозгйно-втомноТ м!Цност1 стал: вгд умов випробування // Допо-Bifli АН УРСР. - 1963. - » 3. - С. 366 - 368.

23. Степуренко В.Т., Бабей Ю.И. Влияние перемешивания коррозионной среды и доступа воздуха на коррозионно-усталостную прочность стали // Влияние рабочих сред на свойства материалов.

. - Киев: Изд-во АН УССР. - 1963. - Вып. 2. - С. 61 - 66.

24. Коррозионная стойкость и усталостная прочность стали li¡XI5 электрошлакового переплава / Г.В.Карпенко, В.Т.Степуренко и др. // Там же. - С. 67 - 76.

25. Бабей Ю.И., Степуренко В.Т. Карпенко Г.В. Влияние механической обработки и технологической наследственности на коррозионную стойкость и усталостную прочность стали после ее предварительной коррозии // Там же. - С. 77 - 86.

26. Бабей Ю.И., Степуренко В.Т., Карпенко Г.В. Влияние предварительной коррозии на усталостную прочность стали // Коррозионная усталость металлов. - Львов: Каменяр. - 1964. - С. 74 - 87.

27. Карпенко Г.В., Степуренко В.Т., Бабей Ю.И. Коррозион-но-усталостная прочность стали ШХ15 после злектрошлакового переплава // Там же. - С. 105 - 112.

28. Карпенко Г.В., Степуренко В.Т., Бабей Ю.И. О методике испытания металлов на коррозионную усталость // Tau же. - С. 155 -

161.

29. Барановский В.И., Степуренко В .Т., Сахаров М.Г. Влияние гальванического хромирования ыа водородную хрупкость стали // Новая технология гальвашчоских покрытий /тезисы докладов/, -

Киров. - 1971. - С. 138 - 142.

30. Барановский В.Й., Степуренко В.Т., Сахаров М.Г. Пластичность стали с электролитическими хромовыми покрытиями // Физико-химическая механика материалов. - Киев: Наукова думка, - 1972. -J» 2. - С. 15 - 18.

31. Степуренко В.Т., Стрижак Л.Н. Установка для испытания металлов на усталость в атмосфере воздуха различного состава и разной влажности // Там же. - С. 93, 94.

32. Степуренко В.Т., Барановский В.И., Ианаенко В.П. Влияние качества электролитического хромового покрытия на выносливость стали // Физико-химическая механика материалов. - Киев: Наукова думка. - 1972. - » 4. - С. 15 - 18.

33. Степуренко З.Т., Стрижак П.Н. Влияние атмосферной влаги на усталостную прочность стали 45 // Физико-химическая механика материалов. - Киев: Наукова думка. - 1973. - Р I. - С. 114, •

115.

34. Степуренко В.Т., Барановский В.И. Влияние технологических факторов гальванического хромирования стали на ее водородную хрупкость // Физико-химическая механика материалов. - Киев: Наукова думка. - 1973. - № 3.

35. Степуренко В.Т., Проскуряков Г.Т., Сахаров Ы.Г. К вопросу о влиянии смазочных материалов на выносливость стали // Физико-химическая механика материалов. - Киев: Наукова думка. -1973. - № 2.

35. Степуренко В.Т., Стрижак П.Н. Камера для испытания металла на усталостную прочность в атмосфере влажного воздуха // Заводская лаборатория. - 1973. - 1 2. - С. 232,'233.

37. Свойства многокомпонентных покрытий на основе бора / Р.Л.Коган и др. // Xili семинар по диффузионному насыщению и покрытиям /тезисы докладов/, АН УССР. - Уыань. - 1974.

38. Степуренко В.Т. К вопросу о влиянии поверхностно-активных веществ на выносливость стали // У1 Всесоюзная конференция по физико-химической механике конструкционных материалов /тезисы докладов/. - Львов. - 1974. - С. бб - 68.

39. О коррозионном влиянии смазочных масел на выносливость стали / В.Т.Степуренко и др. // Избирательный перенос при трении. - М.: Наука. - 1975. - С. 78 - 83.

40. К вопросу о влиянии вода в минеральных смазочных маслах на выносливость стали / В.Т.Степуренко и др. // Залдата металлов.

- 1976. - » 2. - С. 165 - 158.

41. Борохромирование как метод повышения усталостной и кор-розионно-усталостной прочности стали / Р.Д.Коган и др. // Защитные покрытия на металлах. - Киев? Наукова думка. - 1976. - С. 100 - 102.

42. О влиянии поверхностного наклепа на усталостную и кор-розионно-усталостную прочность стали / В.Т.Стелуренко и др. // Защита металлов. - 1976. - V 4. - С. 429 - 433.

43. Устройство для испытания металла на усталостную прочность в распыленных растворах / Ы.Г.Сахаров, В.Т.Степуренко и др. // Заводская лаборатория. - 1976. - № 10. - С. 1267, 1268.

44. Степуренко В.Т., Стрижек П.Н. Влияние атмосферной влаги и частоты нагружения на усталостную прочность стальных деталей // Детали машин. - Киев: Техника. - 1977. - С. 72 - 74.

45. Степуренко В.Т., Стрижак П.Н. Влияние частоты нагружения и смазочных масел на выносливость нормализованной стали 45 // Детали машин. - Киев: Техника. - 1978. - С. 31 - 34.

45. О коррозионно-усталостной прочности деталей из нержавеющих сталей / В.Т.Степуренко и др. // Там же. - С. 34 - 38.

47. К вопросу о влиянии среда на выносливость стали / В.Т.Степуренко и др. // Защита металлов. - 1978. - № 6. - С. 706 - 709.

48. К вопросу о природе разрушения поршневых колец / В.Т.Степуренко и др. // 0ПИ. - Одесса. - 1989. - 5 с. - Деп. в УкрНШта 22.08.89. - Деп. » 1940. - Ук. 88.

49. Дащенко А.Ф., Степуренко В.Т., Степуренко D.B. Коррозионная гипотеза существования предела выносливости стали в воздухе. // Повышение надежности и долговечности машин и сооружений. 1У респуб. научно-техн. конф. /тезисы докладов/: - Киев. -1991. - Часть I. - С. 73 - 75.

50. Степуренко В.Т., Степуренко Ю.В. Особая роль малых примесей коррозионных агентов в воде на сопротивление усталости

стали // Там же. - Часть 2. - С. 89, 90.

51. Влияние состояния водорода в стали на ее водородное охрупчивание и сопротивление усталости / А.Ф.Дащенко, В.Т.Степуренко и др. // ОПИ. - Одесса. - 1992. - 6 с. - Деп. в УкрНИИТИ 07.05.92. - Деп. № 615. - Ук. 92.

26

ОЛЧ Рмгаь со-ЮС IS-0I.W